题目内容

【题目】如图所示,质量为m的小物块放在长直水平面上,用水平细线紧绕在半径为R、质量为2m的薄壁圆筒上.t=0时刻,圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动,转动中角速度满足ω=β1tβ1为已知常数),物块和地面之间动摩擦因数为μ,则从开始运动至t=t1时刻,电动机做了多少功?

【答案】μmg +

【解析】试题分析物体运动速度与线速度相同,则由圆的转动情况可知物体的运动情况,根据圆的线速度的变化可以求得加速度的大小,再由牛顿第二定律可求得合外力;由动能定理可求得拉力所做的功

圆筒边缘线速度与物块前进速度大小相同,根据v=ωR=1t,线速度与时间成正比

物块做初速为零的匀加速直线运动且加速度为a=1

根据物块受力,由牛顿第二定律得 Tμmg=ma

则细线拉力为 T=μmg+m Rβ1

对整体运用能量关系,有

其中

则电动机做的功为

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